工科化学8章29－30.pptVIP

尚辅网 尚辅网 * * 尚辅网 9．试将下述化学反应设计成电池： （1）Fe2+(aFe2+) + Ag+(aAg+) == Fe3+(aFe3+) + Ag(s)； Pt |Fe2+(aFe2+) ， Fe3+(aFe3+) || Ag+(aAg+) | Ag （2）2H2(pH2) + O2(pO2) == 2H2O(L)； 酸: 负极： 2H2-4e=4H+　　　碱: 负极：2H2-4e+4OH--=4H2O 　正极：O2+4e+4H+=2H2O　　正极： O2+4e +2H2O=4OH- 　电池反应2H2＋O2=2H2O　　　　　　 2H2＋O2=2H2O Pt|H2(pH2)|H2O(aq)|O2(pO2)|Pt （3）AgBr(s) == Ag+(aAg+) + Br-(aBr-)； 正:AgBr(s)+e=Ag++Br- 负: Ag-e=Ag+ Ag|Ag+||Br-|AgBr|Ag 尚辅网 11. 将反应组成电池(298K)：2I-(aq)+2Fe3+(aq)=I2(s)+2Fe2+(aq) （1）用图示表示原电池；Pt| I2(s)|I-(aq)||Fe3+,Fe2+|Pt辅助，次序 （2）计算原电池的EΘ； EΘ=EΘ(Fe3+/Fe2+)-EΘ(I2/I-)=0.771-0.5355=0.2355(V) （3）计算反应的?rGmΘ和KΘ； ?rGmΘ =-zFE=-2?96500?0.2355=-45.46kJ·mol-1=-RTln KΘ; KΘ =9.3?107 （4）若反应a(I-) = 1.0?10-2，a(Fe3+) = a(Fe2+) = 0.1mol×dm-3时，计算原电池的电动势；E=EΘ-(RT /zF)ln （5）若反应写成I-(aq) + Fe3+(aq) ===(1/2)I2(s) + Fe2+(aq)计算该反应的?rGmΘ和KΘ及该反应组成的原电池的EΘ 尚辅网 22． 已知PbCl2的KspΘ=1.6?10-5，EΘ(Pb2+/Pb)=－0.126V，计算 298.15 K时EΘ(PbCl2/Pb)的值。 解：将PbCl2＝Pb2++2Cl- 设计成电池 正极： PbCl2+2e=Pb+2Cl- 负极：Pb-2e= Pb2+ E＝E+-E-=(RT/zF)lnK=(8.314?298/2?96500)ln(1.6?10-5) =-0.1418V E+=EΘ(PbCl2/Pb) =E+E-=-0.1418－0.126=-0.2678V 尚辅网 第十一节　电解 一、电解现象和电解池 ●基本概念 外加电压使氧化还原反应进行(将电能转化为化学能)的过程称为电解。实现电解过程的装置称为电解池 ●示例　铂电极，电解 0.lmol?dm-3NaOH 阴极反应： 4H2O+4e?2H2(g)+4OH- 阳极反应： 4OH-?2H2O+O2(g)+4e 总反应： 2H2O?2H2(g)＋O2(g) 实际是电解水 尚辅网 以H2SO4为电解液，有 阴极反应：4H++4e ?2H2 阳极反应：2H2O-4e ?O2+ 4H+ 总反应：2H2O ?2H2+O2 也是电解水 (酸性溶液不出现OH- ；碱性溶液不出现H+ ) 尚辅网 二、分解电压 ●定义　使电解能顺利进行所需的最低电压( 1.70 V ) ●示例　 电解水——形成了氢电极和氧电极，组成原电池 (-)Pt|H2[g,p(H2)]|NaOH(0.1mol?dm-3)|O2[g,p(O2)]|Pt(+) 298K，aOH-=0.1，p(H2)=p(O2)=p?时，原电池的电动势 E+=E(O2/OH-)=EΘ(O2/OH-)+ lg =0.401+ lg =0.46(V) E-=E(OH-/H2) =EΘ(OH-/H2)- E=E+-E-=0.401-(-0.828)=1.229V ——理论分解电压　产物形成原电池的电动势 尚辅网 三、极化和超电势 ●极化(polarization)　电流通过电极时，电极电势偏离平衡电极电势的现象 ●超(过)电势（over potential）?　某电流密度下，极化电极电势E极与平衡电极电势E平之差的绝对值 ? =|E极－E平| 根据极化产生的原因，可简单将其分为浓差极化和电化学极化 尚辅网 （一）浓差极化 ●示例　以Ag作电极，电解AgNO3溶液 ●成因　电极附近Ag+浓度不同于本体浓度 ●后果　使阳极电势更正，阴极电势更负(亦适用于电化学极化) E = EΘ(Ag+/Ag) + ln a ●消除方法　搅拌可基本消除浓差极化